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变压器内部故障类型及其油中气体的特征简析.doc

变压器内部故障类型及其油中气体的特征简析

美人星星草
2018-01-05 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《变压器内部故障类型及其油中气体的特征简析doc》,可适用于战略管理领域

变压器内部故障类型及其油中气体的特征简析变压器内部故障类型及其油中气体的特征简析科技论坛变压器内部故障类型及其油中气体的特征简析张闯(华电能源股份有限公司富拉尔基发电厂,黑龙江齐齐哈尔)摘要:变压器等设备的内部故障一般可分为两类:即过热和放电,过热按温度高低,可区分为低温过热,中温过热与高温过热三种情况放电又可分为局部放电与火花放电和高能量放电三种类型关键词:变压器过热放电过热故障所谓过热即是指局部过热,它和变压器正常运行下的发热是有区别的正常运行时,温度的热源,来自线卷绕组和铁芯,即所谓铜损铁损即在正常运行下,由于铜损和铁损转化而来的热量,使变压器油温增高,一般应不大于变压器的运行温度直接影响到绝缘物的运行寿命,一般来说,每当温度升高时绝缘材料的使用寿命就会减少一半过热性故障占变压器故障的比例是很大的,而在互感器和电容套管设备中很少出现过热的主要部位是分接开关触头间接触不良,载流裸导体连接或焊接不良铁芯两点或多点接地,穿芯螺钉与欠缺芯短路,铁芯片间短路,铁芯被异物短路,漏磁环流所引起的油箱夹件局部过热,以及局部油道堵塞致使局部散热不良而造成的过热性故障过热的危害性,虽然不象放电性故障严重,但处理不适,其后果往往也是不好的,存在于固定绝缘过热会引起绝缘材料的劣化对绝缘危害性较大过热常会从低温过热逐步发展为高温过热,甚至迅速发展为电弧性放电,而造成设备的损坏事故,因此,对过热性故障决不能轻视,必须在必要时采取适当的措施过热性故障是由于热应力所造成的绝缘加速劣化如果设备内的热源处只引起绝缘油的分解时,一般称为裸金属过热油中气体的特征是烃类各组分相应增多,其中甲烷和乙烯是特征气体,二者之和一般为总烃的以上,当故障点的温度较低时,甲烷所占比例大,而随着故障点温度升高,乙烯比例有所增加此外,氢气组分也急剧增高,但是,没有烃类气体增长速度快当严重过热时,也会产生少量的乙炔气体其最大含量不超过总烃的当较高温度的过热涉及固体绝缘材料时,除产生较多的低分子烃类气体外,还产生一氧化碳和二氧化碳但是对于如变压器进入硅胶等杂物导致散热不良,变压器过负荷运行,或绕组间油道堵塞使得绕组绝缘长期承受低温度的大面积过热在该温度下,油不甚分解,而只出现由于长时间低温度过热加速绝缘纸的炭化而产生一氧化碳和二氧化碳,其中一氧化碳反应故障涉及固体绝缘的特陛强些年月问,对黑龙江华电富拉尔基发电有限公司#主变油色谱分析的跟踪,发现数据出现异常,不仅cI{含量大,总烃高,且相关气体的增长速率也严重超标,甲烷和乙烯已超过总烃的,充分说明变压器存在高温过热故障,后经吊开钟罩检查发现kVB相绕组引出线的裸铜电缆与外引连线处有局部过热痕迹,烧断电缆的股数约为总股数的,铁芯多处过热变色,接地屏大面积烧出缺口等多处故障点放电故障放电性故障是在高电应力作用下造成的绝缘劣化,由于故障的能量密度的不同,而有高能量放电(电弧放电),低能量放电(火花放电)和局部放电高能量放电(电弧放电)该类放电在变压器,套管,互感器内均有发生常是线圈匝,层间绝缘击穿,过电压引起内部闪络,引线断裂引起的闪络,分接开关飞弧和电容屏击穿等引起电弧放电故障这种故障产气急剧,产气量大,往往气体来不及溶于油中而集聚到瓦斯继电器内,引起轻重瓦斯动作或有明显的放电响声由于这类故障在设备内不能存在较长时间,而予兆又不明显,因此一般色谱法难以预测通常在出现异常后,立即对油中和瓦斯气体成分进行色谱分析可以准确地判断出放电性故障其故障特征气体主要是乙炔(一般占总烃的,)和氢气(占氢烃的)其次是乙烯和甲烷气体(一般情况下乙烯大于甲烷)由于故障能量较大,因此使总烃很高如果表不同故障类型产生的气体组分涉及固体绝缘,瓦斯气体中除上述气体含量较高之外,一氧化碳含量也相应较高低能量放电(火花放电)是一种间歇性的放电故障,在变压器,互感器,套管设备中均有发生如铁芯片间,铁芯接地片接触不良铁芯与穿芯螺丝接触不良造成的电位悬浮放电分接开关拨叉电位悬浮放电电流互感器的L端内部引线对端部储油柜放电和一次线圈的支持螺帽松动,造成一次线圈屏蔽铝箔电位悬浮放电引线或套管储油柜对电位未固定的套管导电管的放电以及常发生的沿绝缘表面的爬电等,其主要气体组分加是乙炔(占总烃的以上)和氢气(占氢烃总量的以上)其次是甲烷和乙炔气体,但是由于故障能量较小,一般总烃不太高局部放电故障占电流互感器和电容套管的故障比例是较大的,由于设备受潮,制造工艺差或维护不当,都会造成局部放电局部放电常常发生在油浸纸绝缘中的气体空穴内或悬浮带电体的空间内,该类放电产生主要特征气体的组分是氢气(占氢烃总量的以上),其次是甲烷(占总烃的以上)当放电能量密度高时,也会产生少量的乙炔气体(一般不超过)无论是哪一种放电,只要有固体绝缘介入时,都会产生一氧化碳和二氧化碳气体另外,不同型号的油,在电场作用下(产生局部放电)产生的气体量有所不同主要是绝缘油中芳香烃含量的多少对绝缘油产气性质有很大影响烷烃在电场的作用下容量产生大量氢和甲烷不饱和烃产生相对小量的氢,甲烷而芳香烃只产生很少或甚至不产生氢,甲烷因此含芳香烃少的号油抗放电水劣化性能不好,容易析出氢和甲烷,严重时还生成x腊而含芳香烃较多的号油在电场作用下,产生相对少量的氢和甲烷,表现了抗放电劣化性能较强受潮变压器等设备内部进水受潮也是一种内部潜伏性故障,除非早期发现,及时处理,否则最终也会发展成放电性故障,甚至造成设备损坏,系统停电事故当设备内部进水受潮时,油中水份和含湿杂质易形成"小桥",或者绝缘中有气隙均能引起局部放电,从而产生氢气除此之外水分在电场作用下的电解作用和水与铁的化学反应,也均可产生大量的氢气由于变压器正常劣化时,也产生少量甲烷,所以受潮设备油中也有甲烷正因为这两种故障现象表现的气体基本相同因此,目前从油中气体分析结果还很难加以区分,必要时应根据外部检查和其它试验结果加以综合判断综合上面所述,变压器等设备的不同故障类型产生的主要和次要气体组分,如表参考文献【陈化钢电气设备预防性试验方法fM北京:水利电力出版社】保定天威保变电气股份有限公司编着变压器试验技术M北京:机械工业出版社个人简介:张闯(,,),男,助理工程师,黑龙江华电富拉尔基发电有限公司,研究方向为检修电气

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